塑料复合软包装材料设计原则

1、塑料复合软包装材料设计原则 一、复合包装膜的基本性能要求复合包装膜为了达到所需要的包装要求,应具备以下性能:1、机械性能抗张强度、刚性、耐磨性、密封性、伸长率、磨擦力等。2、物理化学性能阻隔水分及氧气性能、保香性、抗油性、抗化学介质性、避光性等。 3、耐久性能在低温、高温下的使用性能、高湿条件下稳定性、降解能力等。 4、加工性适宜印刷、便于自动化包装、防静电、热收缩能力等。5、商品展 示 性透明 度、 白 度、光 泽 度、 开启方 便、 废弃 物 易处 理等。商品 对 复合 软 包装 薄 膜的 综 合要求 见图 4-1。图中 的 这些 要求, 如 商品的保 存 要求、包装 作业 要求、 安全卫

2、生 要求、 销售货 架 展 示 要求、 经济 性要求, 都是 在复合 软 包装 设计中首先综 合 考虑 的 问题 , 对不 同 的包装 内容 物。 我们还 应 进 一 步深 化、 细 化 考虑 。二 、复合 软 包装 材料结构设计 的 输入1、 各种产 品 对 包装的要求 重点(1 一 般 工 业 品包装, 主 要 考虑其 保 护 性、包装 作业 性、 销售 的商品性、 运 输 性等。(2日 化 产 品的包装, 大多是直接面对消费者 ,需 考虑其 保 护 性、 美观 性、 方 便性、 货架 展 示 性等。(3 机械 零 件的包装,要 考虑其 保 护 性、 功 能性、防 锈 性、 运输 性等。(

3、4对 电 子产 品包装,要 考虑其 保 护 性、防 震 性、抗静电性、 屏蔽 性、阻隔 性等。(5 食 品、 药 品包装,要 考虑其 保 护 性、 卫生安全 性、阻隔性、包装 方 式 等。 2、 食 品包装的具 体 要求由 于 食 品 类 包装 是 复合 软 包装 材料 最 主 要的使用 对 象 , 种 类繁 多 ,要求 各 异 被 包装 内容 物 从 生 到 熟 、 从 低温到高温、 从 易 腐败鲜果 到 硬 质 坚果 、 从真空 包装 到 充 气包装, 几乎涵盖 了复合 软 包装 材料 的所 有范围 。各种 食 品 对 氧气阻隔性的要求及所 希望 达到的 贮 存 期允许最 大 氧气 透 过

4、 率 (ml /(cm2。 24hPa,希望 存 放时间 , 年苹果酱0.00081-1.5婴儿食 品0.00081-3蕃茄酱<0.00051-1.5咖啡 (可熔 性的 0.00081调味 品 (可流 动的 0.00081调味 品 (可 用 匙 的 0.00081食 用油0.00161-1.5菜汁 、香 精0.00161-1.5蜂蜜0.00081肉和烤 香 肠0.00161芥末0.00081坚果类0.00161橄榄0.00081花 生 酱0.00161腌菜和调味 品0.016或 >0.0161-1.5 0.00161-1.5蜜饯和果酱糖浆0.016或 >0.0161-1.5醋

5、0.016或 >0.0161表 4-23一 年食 品保质 期 所需包 材 阻氧阻湿性食 品 种 类 袋 内 O 2气 允许浓 度 /×10-6袋 内 H 2O 允许增 加 或减少 的 浓 度 /%高温 蒸煮 低 酸 性 食 品1-3火腿 、 红肠1-33(减少 罐 装 汤汁1-33(减少 香 辣 细面 条1-33(减少 加热 灭菌啤酒1-3葡萄 酒 (上 等品质 2-5罐 装 咖啡2-5土豆 加工品3-8快餐 食 品5-155(增 加 干燥 食 品5-151(增 加 干燥 水 果5-15高 酸 性水 果汁8-203(减少 碳 酸 软 饮 料10-403(减少 油 或 者 黄 油

6、20-50色拉 调味汁30-10010(增 加 花 生 奶 油30-10010(增 加 果 冻 、 果 子 酱50-2003(增 加 威士忌 酒50-200塑料复合软包装材料设计原则(1 包装 内容 物要求如对 食 品 类 就 考虑 :食 品 成 分:酸 、 咸 、 辣 、香、 酒精 、油 脂 等。食 品 类 别 :干固状态 食 品, 如 饼干 、 薯片;粉片状 食 品, 如 奶粉 、 麦片;液 体 状 食 品, 如 饮 料 、 鲜 奶; 酱菜 、 果 脯 类食 品, 榨 菜 、 腌菜 ; 肉类 制 品, 如 香 肠 、 火腿 ; 油 炸 食 品, 如 鱼片 、 麻 花 。内容 物 是 否带骨

7、刺 ,保 存 期 要求等。(2 填 充 包装的要求填 充 、封 口 方 式 :自动、 手 动、 速 度 快慢 、 填 充 温度袋 内 气 体 :真空 、 膨胀 、 充 N 2、 CO 2袋 内 添 加物:脱 氧 剂 、 干燥剂包装 形 式 :二 边 封 袋 、 三边 封 袋 、 背 封 袋 、 折帮背 封 袋 、 立 体袋 、 折底立 体 袋 、 熔 断 袋 、 方 底 袋 、 拉链 袋 、 特殊 袋 形 。(3 包装 后 处 理要求杀 菌 方 式 :常 温 袋 、 巴氏 消 毒 、水 煮袋 、高温 蒸煮袋 、 超 高温 蒸煮袋 、 杀 菌 时间 、 杀 菌 温度(4 流 通陈列 要求运输 手

8、段 :汽车 、 火 车 、 船 、 飞 机流 通陈列 温度:冷冻 、 冷藏 、 常 温陈列 方 法 :单 放 、 堆 放 、 吊 放(5 附 加 功 能易开启 、 有 拎环 、 易 灌 入 、防 伪 、抗 菌(6 外 观创 意 要求透明 性:不 要、要 (高、低、一 般质 感 :金 属 感 、 纸 感 、 柔 软 、刚 硬表 面 光 泽 :亚 光、强光 泽(7 复合工 艺 要求干法 复合、湿 法 复合、 无溶 剂 复合、 挤出 复合、热 熔 复合(8 复合 材料 的 经济 性在性能达到的 情况 下, 尽量采 用 经济 性 材料 、 经济 性 厚 度。复合 软 包装 材料 的 结构 及 功 能的

9、 设计是 整个 复合 软 包装 生产 工 艺 中 的 灵魂 , 是 生产 的 前提 条件,合理的 结构设计是 成 本、性能、加工 综 合 平衡 。在 前 面 的 内容 中 , 我们 已 经 了解 材料 的性能 和 商品 对 包装的要求, 这是结构设计 的基 础 ,下 面 进 一 步对 复合 软 包装的要求以包装 链 的 形 式 进 一 步 分 类 ,以便在 设计中 抓住 重 点 , 有 的 放 矢 , 既 要 见 森林也 要 见 树木 。在包装 链上 各 相关 方 的要求 如 下:基 材 制 造 商 复合加工商 包装商 零售 商 消费者树 脂 价格 薄 膜 价格 复合膜 价格 产 品 单 价

10、产 品 单 价 树 脂 质 量 薄 膜质 量 包装 特 性 包装 货架 效 果 美观 的包装 薄 膜 产 量 薄 膜加工性 包装适应性 易 搬 运 使用 方 便, 易开 口 及 闭 合 薄 膜性能 复合膜性能 包装 外 观 产 品保质 期 产 品 新 鲜 度废料 利 用 生产 效 率 包装 效 率 安全卫生 性 废料处 置 废料在 设计中 , 我们 应 优 先考虑 后 续 包装 链 的需求, 再 考虑 自 身 的加工需求, 进 一 步 要求基 材 厂 商 配 合, 做好 综 合 平衡 ,使 各方 受益 。一、复合 软 包装 结构 及 功 能 设计 应用1、 食 品 类 包装(1 蒸煮 包装 袋

11、产 品要求:用于 肉类 、 禽 类 等包装,要求包装阻隔性 好 、耐 骨 头孔破 ,在 蒸 煮 条件下 杀 菌 不 破 、 不 裂 、 不 收缩、 无 异味 。设计结构 :透明 类 :BOPA/CPP, PET/CPP, PET/BOPA/CPP, BOPA/PVDC/CPP PET/PVDC/CPP, GL-PET/BOPA/CPP铝箔 类 :PET/AL/CPP, PA/AL/CPPPET/PA/AL/CPP, PET/AL/PA/CPP设计 理 由 :PET :耐高温、刚性 好 、印刷性 好 、强度 大 。PA :耐高温、强度 大 、 柔韧 性、阻隔性 好 、耐 穿 刺 。AL :最 佳

12、 阻隔性,耐高温。CPP :为耐高温 蒸煮 级 ,热封性 好 , 无 毒 无 味 。PVDC :耐高温阻隔 材料 。GL-PET :陶瓷 蒸 镀 膜,阻隔性 好 , 透 微波 。对 于具 体 产 品 选择 合适 结构 , 透明 袋 大多 用于 蒸煮 , AL 箔 袋可 用于 超 高温 蒸 煮 。(2 膨 化 休闲 食 品产 品要求:阻氧、阻水、避光、耐油、保香、 外 观 挺刮 、 色 彩 鲜 艳 、 成 本低 廉 。设计结构 :BOPP/VMCPP设计 理 由 :BOPP 与 VMCPP 均挺刮 , BOPP 印刷性 好 ,光 泽 度高。 VMCPP 阻隔性 好 ,保香阻湿。 CPP 耐油性

13、也较好 。(3大 酱 包装 袋产 品要求:无臭无 味 、低温封 口 性、抗封 口 污染 性、阻隔性 好 、 价位 适 中 。 设计结构 :KPA/S-PE设计 理 由 :KPA 阻隔性 极佳 、强 韧 性 好 , 与 PE 复合 牢 度高、 不易 破 包、印 刷性 好 。 改 性 PE 是多种 PE 共混 物 (共挤 ,热封温度低、抗封 口 污染 性强。(3 饼干 包装产 品要求:阻隔性 好 、 遮 光性强、耐油、强度高、 无臭无 味 、包装 挺刮 。设计结构 :BOPP/EXPE/VMPET/EXPE/S-CPP设计 理 由 :BOPP 刚性 好 、印刷性 好 、 成 本低。VMPET 阻隔

14、性 好 、避光阻氧、阻水。S-CPP 低温热封性 好 、耐油。(5 奶粉 包装产 品要求:保质 期 长、保香保 味 、防氧化 变 质、防 吸潮 结 块 。设计结构 :BOPP/VMPET/S-PE设计 理 由 :BOPP 印刷性 好 ,光 泽 好 ,强度 好 , 价格 适 中 。VMPET 阻隔性 好 ,避光, 韧 性 好 ,具 金 属 光 泽 以 采 用 增 强 型 PET 镀铝 为 佳 , AL 层 厚 。S-PE 抗 污染 封 口 性 好 ,低温热封性。(6 绿茶 包装产 品要求:防 变 质、防 变 色 、防 变 味 , 也 就 是 防 止绿茶 所 含 的 蛋 白 质、 叶绿 素 、 儿

15、 茶 酸 、 维 C 类 氧化。设计结构 :BOPP/AL/PE, BOPP/VMPET/PE, KPET/PE设计 理 由 :AL 箔 、 VMPET 、 KPET 均 为阻隔性 极好 的 材料 , 对 氧气、水 蒸 气、 异味 的阻隔性 好 。 AK 箔 、 VMPET 的避光性 也极好 。 产 品 价格 适 中 。(7 食 用油产 品要求:防氧化 变 质、机械强度 好 、抗 爆 裂 强度高、 撕 裂 强度高、抗油、 光 泽 高、 透明 性。设计结构 :PET/AD/PA/AD/PE, PET/PE, PE/EVA/PVDC/EVA/PE, , PE/PEPE设计 理 由 :PA 、 PE

16、T 、 PVDC 耐油性 好 、阻隔性高。 PA 、 PET 、 PE 强度高, 内 层 PE 为 特殊 PE ,抗封 口 污染 性 好 ,密 闭 性高。(8 牛 奶 膜产 品要求:阻隔性 好 ,抗 爆 裂 强度高、避光、热封性 好 、 价格 适 中 。设计结构 :白 色 PE/白 色 PE/黑 色 PE设计 理 由 :外 层 PE 光 泽 好 ,机械强度高, 中 间 层 PE 为强度 承担 者 , 内 层 为 热封 层 ,具 有 避光、阻隔、热封性。(9 研 磨 咖啡 包装产 品要求:防 吸 水,防氧化,耐 抽 真空 后 产 品的 硬 块 ,保 住 咖啡 挥发 的、 易 氧化的香 味 。设计

17、结构 :PET/PE/AL/PE, PA/VMPET/PE设计 理 由 :AL 、 PA 、 VMPET 阻隔性 好 ,阻水、阻气, PE 热封性 好 。 (10 巧克 力产 品要求:阻隔性 好 ,避光,印刷 美观 ,低温热封。设计结构 :纯巧克 力 光油 /油 墨 /白 BOPP/PVDC/冷 封 胶果 仁巧克 力 光油 /油 墨 /VMPET/AD/BOPP/PVDC/冷 封 胶设计 理 由 :PVDC 、 VMPET 均 为高阻隔 材料 , 冷 封 胶 极 低温度 即 可 封合,热 量 不 致影响巧克 力, 由 于 果 仁 中 含 有 较 多 油 脂 , 易 氧化 变 质, 因此 结构中

18、 增 加了 阻氧 层 。(11 饮 料 包装 袋产 品要求:酸 性 饮 料 的 PH 值 <4.5, 巴氏 消 毒 ,一 般 阻隔性。中 性 饮 料 的 PH 值 >4.5, 杀 菌 ,阻隔性要高。设计结构 :酸 性 饮 料 :PET/PE(CPP , BOPA/PE(CPP , PET/VMPET/PE中 性 饮 料 :PET/AL/CPP, PET/AL/PA/CPP, PET/AL/PET/CPP, PA/AL/CPP设计 理 由 :对 于 酸 性 饮 料 , PET 、 PA 能 提 供良 好 阻隔性,耐 巴氏杀 菌 , 由 于 酸 性 延 长了保质 期 。对 于 中 性

19、饮 料 , AL 提 供 了 最 好 的阻隔性、 PET 、 PA 强度高,耐高温 杀 菌 。(12 酱 油、 沙司产 品要求:要求强度高、保质 期 长、防氧化、耐 腐 蚀 、 坑 封 口 污染 性 好 。 设计结构 :KPA/LLDPE。 EVA , BOPA/VMPET/LLDPE。 EVAPET/AL/PET/LLDPE。 EVA , PET/VMPET/LLDPE。 EVA设计 理 由 :KOP 、 AL 、 VMPET 均 为高阻隔 材料 ,阻氧、阻水性 极好 。 AL 层 适 当远离 内 层 ,防 止 被腐 蚀 , LLDPE 。 EVA 抗封 口 污染 性 好 。2、 果汁 盒(

20、1 一 般结构 :LDPE/纸 板 /LDPE/AL/EAA/LDPEPE/纸 板 /EAA/AL/EAA(2 利 乐 纸 盒 :印刷 层 /纸 板 /PE/沙 林 /AL/沙 林 /PE(3 PKL 纸 盒 :PE/印刷 层 /纸 板 /PE/沙 林 /AL/沙 林 /PE上 述 结构中 , 纸 板 是结构材料 , 部 分 纸 板 的 成 份 配 比 和 性能 均 为 专 有 技术 。 AL 是 阻隔 层 ,一 般 9m 厚 , 沙 林 、 EAA 为热封 材料 , PE 的 无 毒 无 味 的热封 材料 , EAA 在强 酸 下 其 抗封 口 污染 性。3、 盖 材(1 布丁 、 果 冻

21、类 易 撕 盖 膜产 品要求:无 毒 、 无 味 ,耐 内容 物, 运输不 破 损 , 卷 度 好 , 易 撕 开 , 无 残 膜。 透明 型 :PET/LTS, PET/PET/LTS, BOPA/BOPA/LTS阻隔性 好 , 不 翘曲 , BOPA 两层型 杀 菌 后 张力 效 果 好 , 易 撕 。 透明 阻隔性:BOPA/PVDC/BOPA/LTS, BOPA/EVOH/LTS, KPA/PA/LTS增 加了阻隔 层 , 延 长了保质 期 。 不透明 阻隔 型 :PET/VMPET/LTS, PET/VMPET/LTSPET/AL/LTS, PET/AL/PET/LTS, AL/PE

22、T/PE/HM增 加了 遮 光性,阻隔性高。发 达 国家 运输 、装 卸 条件 好 ,为 少儿 设计 的 易 撕 盖 材 ,热封强度 只 为 7-12N/。 在 国 内运输 环 境比 较 差 ,热封强度一 般 达 18N/才 可 以。(2 煮 沸 消 毒 盖 材用于 饮 料 杯 , 酸 奶 瓶 等 液 体 包装 容 器 封 口 , PET/AL/CPP热封强度高,耐 煮 沸 消 毒 , 有 金 属 光 泽 。(3 干 食 品 容 器 盖 材结构 为:印刷 层 /AL/PE/HM用于 膨 化 食 品、 方 便 面 等, 与 发泡塑 料 等具 良 好 热封性。(4 无 菌 包装 盖 材在包装 和

23、使用 时 均 为 无 菌 状态 。 结构 为:涂层 /AL/剥离层 /MDPE/LDPE/EVA/剥离层 /PET。PET 为 无 菌 保 护 膜, 可 剥离 , 在 进入 无 菌 包装 区 时 , 揭 开 PET 露 出无 菌表 面 。 AL 箔 剥离层 是 顾客 饮 用 时 揭 开 的。 在 PE 层 上 事 先 冲 好 饮 用 孔 , 揭 开 AL 箔 时 即 露 出 供 饮 用 孔 。AL 箔 是 高阻隔用, MDPE 刚性 较好 , 与 AL 箔 热 粘 性 较好 , LDPE 价廉 , 内 层 EVA 的 VA 含 量 7%, VA>14%不 允许 直接接 触 食 品, EV

24、A 低温热封抗封 口 污染 性 好 。4、 液 体 清洁 剂立 体袋产 品要求:强度高、耐 冲击 、耐 爆 裂 、阻隔性 好 、刚性 好 能 挺 立 、耐应力 开 裂 、封 口 好 。 设计结构 : 立 体 BOPA/LLDPE底 BOPA/LLDPE 立 体 BOPA/强化 BOPP/LLDPE底 BOPA/LLDPE 立 体 PET/BOPA/强化 BOPP/LLDPE底 BOPA/LLDPE设计 理 由 :上 述 结构 阻隔性 好 , 材料 刚性 大 ,适于 立 体 包装 袋 , 底 部 柔 性 好 适于加工。 内 层 为 改 性 PE 、抗封 口 污染 性 好 。5、电 缆 防 护 膜

25、产 品要求:高 屏蔽 性、耐应力 开 裂 性、 粘 结 性 好 。设计结构 :EAA /m2/AL40m/EAA/m2, AL40m/EAA/m2设计 理 由 :EAA 的耐 环 境 应力 开 裂 性 极佳 , 使用温度 范围 广 , 与 AL 及 PE 粘 结 性 好 , 采 用 AA 含 量较 低的 树 脂 ,以便 与 AL 层 和 外 层 PE 之 间 粘 力 平衡 。AL 层 屏蔽 、阻隔性 极好 。6、 农 药 包装农 药 分为 驱虫 剂 、 杀 虫 剂 和 除草 剂 , 形态 分为 颗粒 状 、 粉 末 状 和 液状 , 由 于 前 两 种 包装要求 较 低,下 面 仅针 对 液状

26、 农 药 设计结构 。产 品要求:由 于 农 药 剧 毒 严 重 危害人 身 及 环 境 安全 , 对 包装要求强度高, 韧 性 好 ,抗 冲击 、抗 跌落 ,密封性 好 。设计结构 :BOPA/VMPET/S-CPP设计 理 由 :BOPA 柔韧 性 佳 、耐 刺 穿 、强度高、印刷性 好 。VMPET 强度高、阻隔性 好 , 可 采 用 增 加 型 加 厚镀 层 材料 。S-CPP 提 供 热封合性、阻隔性、抗 腐 蚀 性, 采 用 三 元 共 聚 PP 。 或 者 采 用 多 层 共挤 含 高阻隔 EVOH 、 PA 层 的 CPP 。粘 合 剂 :宜 采 用 极 性 大 、 内 聚 力 大 , 结 晶 度高的 粘 合 剂 。 上 胶 量 达 4/m2为 佳 , 由 于 农 药 溶 剂 的 种 类繁 多 , 如 甲苯 、 二 甲苯 、 DMF 混 合 溶 剂 、 乙醇 等。 农 药 本